[发明专利]具有形状记忆合金连续环的车辆能量收集装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请请求2009年11月20日提交的美国临时申请No.61/263,162以及2009年11月20日提交的美国临时专利申请No.61/263,177的受益权，这两篇申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及一种车辆，更具体地说，涉及一种用于车辆以及车辆附件的能量源。

背景技术

车辆传统上由驱动车辆的发动机以及为起动发动机和为车辆附件提供电力的电池供以动力。技术上的发展以及驾驶者方便性的需要使车辆附件的数量增加，也增加了需要给车辆附件提供动力的发动机和/或电池的负载，即动力需求。此外，车辆动力源以及部件产生了大量的废热，即，通常被耗散至大气中并损失掉的废热能。

因此，需要用于延长车辆续驶里程以及提高燃料效率的布置。所以，需要提高车辆燃料效率并降低车辆传统动力源(即发动机和/或电池)的动力负载的系统，并且如果即使少许百分比的车辆废热转化为可用的机械能和/或电能，也可以实现显著的车辆燃料经济性增益。

发明内容

一种能量收集系统，包括第一区域以及第二区域，它们之间存在温度差。管道至少部分地安置于第一区域内。多个热机安置为接近于管道并且配置为将热能转换为机械能。每一个热机均包括形成至少一个大致连续环的形状记忆合金。形状记忆合金环通过与第一区域和第二区域的热交换接触而被驱动旋转。所述多个热机中的每一个的至少一个皮带轮由相应形状记忆合金环的旋转所驱动，并且所述至少一个皮带轮中的每一个可操作地连接至一部件并因此而驱动该部件。

一种收集能量的方法，包括：驱动多个热机，以将热能转换为机械能。驱动多个热机包括：暴露所述多个热机中的每一个的形状记忆合金连续环的局部区域，以与具有温度差的第一区域和第二区域进行热交换接触。所述多个热机中的每一个的形状记忆合金连续环具有能响应于第一区域和第二区域间的温度差而在奥氏体和马氏体之间转变的晶相。在环处于张力的情况下，每个形状记忆合金连续环的局部区域响应于第一区域与第二区域间的温度差而扩张和收缩。每个形状记忆合金连续环响应于局部区域的扩张和收缩而旋转。至少一个皮带轮由所述多个热机旋转，而所述至少一个皮带轮的旋转驱动一部件。

一种车辆，包括用于车辆的管道以及具有温度差的第一区域和第二区域。第一区域环绕管道，第二区域至少部分地环绕第一区域。多个热机配置为将热能转换为机械能。所述多个热机中的每一个包括多个同心地位于管道周围的内皮带轮，以及多个同心地位于管道周围的外皮带轮，所述外皮带轮与内皮带轮成交替的关系。至少一个形状记忆合金连续环围绕管道交替地穿过所述多个内皮带轮的内部以及外皮带轮的外部。形状记忆合金布置成与第一区域和第二区域进行热交换接触，使得响应于第一区域和第二区域间的温度差，所述多个内皮带轮以及所述多个外皮带轮中的至少一个被张紧的形状记忆合金驱动旋转。所述多个内皮带轮以及所述多个外皮带轮中的所述至少一个的旋转驱动车辆的部件。所述多个热机中的第一个同心地布置于管道周围，其余的多个热机相继同心地布置于彼此周围。

本发明进一步涉及如下的解决方案：

方案1.一种能量收集系统，包括：

第一区域以及第二区域，它们之间具有温度差；

管道，其至少部分地位于所述第一区域内；

多个热机，其安置为接近于所述管道并且配置为将热能转换为机械能，其中所述多个热机中的每个均包括形成至少一个处于张力下的大致连续环的形状记忆合金，其中所述形状记忆合金通过与所述第一区域和所述第二区域的热交换接触而被驱动旋转；和

所述多个热机中的每个的至少一个皮带轮，由相应形状记忆合金的旋转所驱动，其中所述至少一个皮带轮中的每一个可操作地连接至一部件并因此而驱动所述部件。

方案2.如方案1所述的能量收集系统，其中，所述多个热机中的每一个同心地布置在所述管道周围。

方案3.如方案2所述的能量收集系统，其中，所述多个热机中的第一个同心地布置在所述管道周围，其余的多个热机相继同心地布置在彼此周围。

方案4.如方案3所述的能量收集系统，其中，所述多个热机中的每一个的所述至少一个皮带轮还包括以相互交替的关系可旋转地安装到支撑件的多个外皮带轮和多个内皮带轮，并且其中，所述形状记忆合金交替地穿过所述多个内皮带轮的内部以及所述外皮带轮的外部，以形成围绕所述管道的所述至少一个连续环，并且其中，所述热机之一的多个外皮带轮与后续热机的多个内皮带轮围绕同一轴线旋转。